【猪圈丶嗨情歌的开发分享】
% N! M& a- d, b* u# ?& n. B0 T今天给大家带来的是我这几天学习的SDIO，用STM32系列芯片的SDIO读取SD卡的扇区。本人原创。

我使用的工具
( P6 y+ D( \1 b" f( _' S* i4 L开发平台：正点原子探索者STM32F407开发板
硬件：使用了NUCLEO-F446RE开发板的ST-Link作为调试器、SD卡、数据线、开发板的电源适配器、DELL一体机
& ?: E/ W% _( v2 y2 _$ B& `软件：STM32CubeMX、Keil V5、串口助手
6 }9 c; c4 ~2 o7 K, H. A' D4 R
学习的知识点
1、使用STM32CubeMX配置SDIO
2、在Keil中初始化SDIO
7 W* t; u% E1 K3、读取SD卡状态、卡信息
5 h3 y, q* E" }8 }1 \+ I4、sprintf函数的使用
; i  j4 v; h8 `
9 j* c5 n9 K/ @) d, U7 j- G共享的资源
完整的工程文件 SDIO.zip (9.16 MB, 下载次数: 2806)

2015-12-14 08:41 上传

点击文件名下载附件
9 [8 v4 P8 B8 @0 [/ u原始截图 截图.zip (196.14 KB, 下载次数: 163)

2015-12-14 08:41 上传

点击文件名下载附件

写在前面的话
6 ^. Q( W8 U3 f2 F上次STM32F469I开发板申请的活动吃了不少苦头啊，手里没有什么精华帖，只能跑去申请小鲜肉分块的开发板了。结果这个活动异常火爆，最后1000+的人参与。这次决心做好开发分享系列的帖子，把自己平时学习STM32开发中的干货写成帖子在论坛里分享给大家。希望支持的坛友多多回复，给我顶一个人气。

) {) Z1 v' v" V4 d& C! W
准备工作
; z1 m$ Q" _" g( W9 t本帖不解决硬件连接问题，如果硬件方面有问题最好自行搜索相关资料。
SD卡的通信方式有的是用SPI，我们这里是SDIO，速度更快更好用。如果你的SD卡模块有MOSI、MISO这些字样，那说明这些是SPI读写用的模块，不适合这篇帖子的分享内容。如果使用的是现成的开发板，请参考开发板的手册确定SD卡的通信方式。
# W5 }/ s. V2 }/ B( f( T0 M如果你确定了SD卡的通信方式为SDIO无误并且正确连接了SD卡和芯片，然后记录下了SD卡的引脚和芯片的连接方式那么准备工作就基本完成了。

在STM32CubeMX中配置SDIO
, Q5 k4 p, n8 u3 r
" W  K: ?2 {2 q% g( [! v+ {我们来看看左边的红框，在外设里面找到SDIO、SYS、USART1（看自己的开发板来选择。还有我忘了打开这个分支，USART1我选的是第一个选项）。在下拉框里面选择和上图一样的选项，这样可以保证后面的项目一致。
我们在左边选择好了以后，可以看到右边的芯片引脚有一些是绿色的，就说明这些引脚有配置被激活了。
. X1 }% l# U4 s  p% }' N, g9 \


我们现在来玩一玩这个时钟的配置窗口，这个在Pinout标签页旁边大家自行点开。
  x/ j% O2 K/ z3 v+ P0 v那么时钟怎么配置呢？我一般是主频给我来最大，只要保证这里的输入框都是蓝色的就行了，如果是红色的就说明频率高了这个就要自己调整一下了。
剩下的内容就已经确定了，不需要我们来配置。如果你自己有什么别的想法的话，就自己动手来配置一下。

在Keil中初始化SDIO
我们现在要初始化SDIO来驱动我们的SD卡工作，现在贴出我在main函数中的初始化代码。下面的代码都是Cube自动生成的，这些代码就可以初始化我们的SDIO了。
( d2 G# y6 B* m

1. /* Initialize all configured peripherals */
   
2.   MX_GPIO_Init();
   , H# R# |: ~1 x6 K, {; q. L. P
3.   MX_SDIO_SD_Init();
   ( k  W2 i: y, h" D
4.   MX_USART1_UART_Init();

复制代码

0 T6 Y) G  N6 U2 a5 y# N% t
添加一些必要的初始化代码（12月14号追加）
% k1 R" W, \5 g+ j% `
: h; t2 j, U4 v$ [9 j$ P为了保证SDIO正常工作，我们还要添加两个函数来初始化。这两个函数Cube没有事先给我们调用，我们要自己动一次手。在工程的文件树Application/User里面找到sdio.c文件，找到第一个void MX_SDIO_SD_Init(void)函数。我们把我们需要的初始化代码贴进去。
加入的这两行函数才是真正的初始化了SDIO，前面都是在配置一个结构体变量。最后的两行代码需要我们自己添加进来，这两个函数的定义大家可以自行查询。这两行代码没有写在用户代码保护模块里面，所以下一次STM32CubeMX生成代码的时候这里的代码会被删除，请悉知。
( A* ~- u) s. l4 F  {' H# x

1. void MX_SDIO_SD_Init(void)
   + ?. Y4 n) f* @
2. {
   
3. 
   + d# K5 j3 Q7 B+ q
4.   hsd.Instance = SDIO;
   
5.   hsd.Init.ClockEdge = SDIO_CLOCK_EDGE_RISING;
   & B5 S8 s6 H) B% a% O
6.   hsd.Init.ClockBypass = SDIO_CLOCK_BYPASS_DISABLE;
   
7.   hsd.Init.ClockPowerSave = SDIO_CLOCK_POWER_SAVE_DISABLE;
   
8.   hsd.Init.BusWide = SDIO_BUS_WIDE_1B;
   ( U! s* ?- s' Z- W
9.   hsd.Init.HardwareFlowControl = SDIO_HARDWARE_FLOW_CONTROL_DISABLE;
   
10.   hsd.Init.ClockDiv = 0;
    & l( Y) h) x# M# U- b4 K
11. 
    + g' H4 N2 J; P$ t( u* M0 x
12.         HAL_SD_Init(&hsd, &SDCardInfo);
    2 E" Q( |7 F( N; u3 H
13.   HAL_SD_WideBusOperation_Config(&hsd, SDIO_BUS_WIDE_4B);
    
14. }

复制代码

$ Z2 r: K7 ?/ r6 s) l4 ]
下面我贴出我在while循环里面的代码，分析一下这些代码。
首先我是用了HAL_SD_GetStatus函数来读取SD卡的状态，这些状态只有SD_TRANSFER_OK、SD_TRANSFER_BUSY、SD_TRANSFER_ERROR这三种。

1. State = HAL_SD_GetStatus(&hsd);

复制代码

接下来的条件语句里面，我用几个if来决定不同的状态应该做些什么。
1、现在SD是OK的状态，我们可以对SD卡进行读写操作
在读取扇区的数据之前，发送一个SD Card OK的消息。然后调用HAL_SD_ReadBlocks函数来读取扇区的内容。这个函数的第四个参数必须是512，因为目前还不支持其他的扇区大小。
# V5 l3 g; K4 o, i! e$ \# i

该函数的返回值表明了读取操作的是否成功，如果为0表示成功，那么我们就发送一个Sector read is OK的消息。如果没有成功，则发送一个ERROR的消息同时用break来终止此次循环。

+ N% E' `8 }- z1 m7 Y" ~2 F
5 n% Z& {# @) E5 t. S' O! w; @在接下来的for循环里面，我们把读取的32位扇区信息转化成8位的扇区信息并且使用sprintf函数格式化成字符串。
& v) n% i+ I2 I3 ]# r1 `3 y, s关于32位转化为8位这里不做过多的赘述，主要是C语言数据类型转换的时候丢失一部分信息和位运算的知识，大家自己看一下。

2 F9 k. z: l2 [/ O# p! zsprintf函数的使用
% F$ o: r% O8 H这里要特别提一下这个函数，这是C标准库中的一个函数，在我们的STM32平台上也有实现。这个函数可以把数据格式化为字符串，把数据作为字符的形式显示出来非常的实用。
想了解详细的函数使用方法，请自行百度一下。这里简单的介绍一下。
6 i/ T+ q& T5 G& P该函数的第一个参数是我们要转换的内容存储的指针，转换好的字符串存储在这个指针指向的空间里。第二个字符串就是格式化字符串，这个字符串里面要包含转换字符。我在代码里面使用的是%X这个转换字符，可以把数据用大写的16进制显示。后面的参数是和前面的转换字符一一对应的待转换变量，直接传递参数就可以了，不需要指针。


, c3 G9 {' o8 c5 R2 {转换好了字符串之后，我就可以挨个发送这些字符。发送完之后就循环一直等待就行了，不用反复读取。
4 P2 Q4 b/ k/ |2 ~; A/ l

1. 原型
     I+ q1 a( K/ E, n
2. 
   - U. U: P1 I7 L! h
3. int sprintf( char *buffer, const char *format, [ argument] … );
   ' g$ p; K- Y. O+ g* |
4. 参数列表
   
5. 
   
6. buffer：char型指针，指向将要写入的字符串的缓冲区。
   
7. format：格式化字符串。
   / p5 Q3 l4 ~4 t$ D( o. @) H  j
8. [argument]...：可选参数，可以是任何类型的数据。
   # t( {5 K1 t1 `) j7 p2 |8 N6 L
9. 返回值：字符串长度（strlen）

复制代码

1. if( State == 0)
   + b0 r% C7 ]' I( ?
2.                 {
   
3.                         HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"SD Card OK\n", 11, 500);                                             
   
4.                         if(HAL_SD_ReadBlocks(&hsd, pReadBuffer, 0x00000000, 512, 1) == 0)
   ' s0 z" _9 f: {+ ]
5.                         HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"Sector read is OK\n", 18, 500);
   
6.                         else
   + S/ F" {0 e! `& f
7.                         {
   
8.                                 HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"ERROR\n", 6, 500);
   # I0 `5 ~0 Q$ f1 v, ~
9.                                 break;
   0 p2 ]. K; _8 U$ l0 K
10.                         }
    
11.                
    
12.                         for(int i = 0;i < 128;i++)
    & u% X! P; a" S) @* l
13.                         {
    7 h+ I2 Q) c% Y2 t
14.                                 for(int j = 0;j < 4;j++)
    0 @5 v$ d0 w5 C$ S0 P  [
15.                                 {
    8 x! C) F: u! q5 w4 U' x; D
16.                                         SendBuffer = pReadBuffer[i];
    
17.                                         pReadBuffer[i] >>= 8;
    & l" }' J9 O. M
18.                                         sprintf((char*)&Char, "%X", SendBuffer);
    
19.                                         HAL_UART_Transmit(&huart1, &Char, 1, 500);
    
20.                                 }
    
21.                         
    # [$ ~9 f" e5 d; P2 H( f9 _, m7 Y, d8 v
22.                         }
    
23.                         while(1);
    : A0 M; h$ Q" I& u) |
24.                 }

复制代码

2、SD卡处于繁忙的状态
) F3 A0 h, u/ p7 b, Q1 C这个时候我们就发送一个Busy的消息就可以了，等待1S钟进行下一次SD卡状态的读取。
9 e. m; P; V( j

1. else if(State == 1)
   
2.                 {
   * v/ q: q2 b' J0 m% B* a. Z
3.                         HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"Busy\n", 5, 500);        
   3 c" H3 h7 `" a- I
4.                 }

复制代码

6 ], H. S5 I6 C3、SD卡状态读取错误
4 a+ n  L4 B" h# S- TSD状态返回为错误，这基本上就是SD卡没有插入，要么就是卡坏掉了。这个时候如果我们不进行任何操作就进行下一次判断的话，就算是在插入SD卡不管怎么读取都是返回ERROR。所以我们在读取到这个状态的时候，调用一次HAL_SD_Init(&hsd, &SDCardInfo);这个函数来清除之前的状态（这个是我自己想的，不知道有没有卵用）。这样子操作的话，在下一次插入SD卡的时候就可以返回为OK的值并且可以读写。

2 m3 V! r5 T) r  W$ a: F# w4 b& Y% _最后用了一个延时函数来限制扫描SD卡的速度。
- y8 z% F  n  {, Z( l

1. else {
     r8 h/ ]1 @+ Q0 ?+ Z3 r
2.                         HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"Error\n", 6, 500);
   
3.                         HAL_SD_Init(&hsd, &SDCardInfo);
   9 _. W, H4 R. g; h+ u  L
4.                 }
   ( v& L; N8 X, g
5.         
   6 {/ f3 P$ A: s% Z& N: i
6.                 HAL_Delay(1000);

复制代码

7 ?( h3 n; i) L实际工作效果

我预先拔掉了SD卡，过了一会我在插上去，所以在串口上看到的就是这样的效果。

& W# a4 l; o. o7 X写在后面的话
0 |+ f' L- y% ~8 f( t1 Z& N6 H注意！注意！注意！本人不是什么工程师，只不过是爱好嵌入式开发的学生一枚，如果你发现在这个帖子中的错误请及时提醒我。如果对本帖的内容有什么疑问请在下方留言，我会经常过来逛论坛的。
0 V! F7 Z. a8 L, @- s4 |
# S0 S& I! w7 t/ K0 Z! y下一次给大家带来的可能就是FatFs了，这样我们就可以读写文件了。



; |! W6 Y. u- a5 m8 R5 B
+ d) x- A% D0 X5 j# o

9 _( Z$ O: [  N9 l* E' n8 {
3 W: H0 m6 e& E: p- R0 i  z$ j) v

State = SD_TRANSFER_ERROR = 2   /*!< Transfer failed       */
我代码没修过直接下载到F407的板子，结果报错了。
好像HAL_SD_WideBusOperation_Config(&hsd, SDIO_BUS_WIDE_4B);这个就失败

zhangbolily 发表于 2015-12-14 15:41
SDIO 可以配置中断和DMA的，你可以去看看

我配置了，貌似没有什么效果，我配置后把sdio的中断、sd-dma的中断全部屏蔽掉，照样可以读写sd卡，不知道是哪个地方没有启动还是怎么回事 ？？

hpdell 发表于 2015-12-15 10:20
我配置了，貌似没有什么效果，我配置后把sdio的中断、sd-dma的中断全部屏蔽掉，照样可以读写sd卡，不知道 ...

不需要配置中断也可以读写SD卡的啊，没有谁说一定要配置中断才可以的

谢谢分享         

貌似使用cube MX 产生的sd 代码，没有支持中断与dma 功能啊 ？？

谢谢楼主分享，支持

hpdell 发表于 2015-12-14 10:03
貌似使用cube MX 产生的sd 代码，没有支持中断与dma 功能啊 ？？

SDIO 可以配置中断和DMA的，你可以去看看

很嗨皮。

谢谢分享。。。

图文并茂，步骤详尽，不错！学习！

zhangbolily 发表于 2015-12-15 10:41
不需要配置中断也可以读写SD卡的啊，没有谁说一定要配置中断才可以的

没有中断的话，那就是查询法了啊，感觉查询法比较占用资源了啊

hpdell 发表于 2016-1-13 11:43
+ k  Q% H7 K- Z6 \) T没有中断的话，那就是查询法了啊，感觉查询法比较占用资源了啊

5 T* L% ]4 y- \/ n我也很想知道怎么样才能配置SDIO使用DMA方式。

谢谢分享...

hpdell 发表于 2016-1-13 11:43
% X! ^# a4 v& w. I没有中断的话，那就是查询法了啊，感觉查询法比较占用资源了啊

4 b3 e! ?5 s4 w不开DMA中断好像只是DMA传输完后没有中断而已，DMA一样会运作。HAL_SD_ReadBlocks_DMA()里有开DMA请求